弗劳恩霍夫研究人员开发了一种创新方法，用于生产系统中的钣金初始测试。该过程涉及将久经考验的负载测试与AI软件解决方案相结合。甚至在第一步加工之前，该软件都会创建有关材料在生产过程中的行为的预测，并评估其是否满足质量要求。这大大降低了故障风险和报废量。
现在，钣金几乎在每个工业领域中都用作材料。在汽车或电气行业，机械工程和厂房建设，家具制造和包装行业中，钣金无处不在。可用于这些应用的合金成分，厚度，涂层和颜色多种多样。根据钣金成型行业协会的数据，仅在2019年，该行业就实现了约205亿欧元的收入。
钣金通常以大卷或面板的形式交付。在最终产品出现之前，材料会经过各种加工步骤。它被修剪，弯曲，压缩，拉扯或压花。因此，生产中的无故障进一步加工取决于质量控制系统，以确保材料满足所有要求的规格。
在这种情况下，弗劳恩霍夫机床与成型技术研究所IWU展示了其“材料测试仪”，为之伸出了援助之手。它可以在第一步加工之前快速，轻松地测试钣金。研究人员改进了经过验证的机械负载测试，并将其与机器学习软件结合在一起。该软件可对整个生产过程中每个加工步骤的材料表现方式进行精确的预测。
材料测试如何进行
首先，将一小部分金属板切下并放置在测试机中。圆顶形状的压模或根据应用而不同的形状会将金属向下压至预定深度。一个力传感器测量力-位移曲线。换句话说，它记录使材料变形到特定点所需的力的大小。
Fraunhofer IWU项目经理Matthias Riemer解释说：“分析软件使用这些测量结果得出有关压力下变形行为的结论，并评估金属对计划生产过程的适用性。”
为了确保该软件能够创建可行的预测，首先要在测试机中对许多新的钣金类型的单个样本进行变形。通过此过程生成的力-位移轮廓测量值用作训练机器学习算法的数据。结果是钣金类型的行为曲线作为参考。当测试来自不同批次的相同材料的钣金卷时，ML算法会将这些测量结果与现有轮廓进行比较，并在图形中可视化结果。
向生产人员提供有关回弹力和材料性能的详尽说明。他们不必担心技术细节。材料测试仪软件中的交通信号灯符号指示钣金是“正常”，“有用”还是“报废”。如果分析表明，排纸金属不符合约定的规格，该公司可以运行在产品上附加的测试，然后决定是否将其退回给供应商或修改生产工艺。
Fraunhofer IWU的专家自己为该项目编写了软件。它可以与工厂测试站中使用的标准控制计算机配合使用。整个测试仅需15秒。
长时间存放后的材料测试
Fraunhofer IWU的材料测试仪与以前的测试理念有所不同，后者会在负载测试后目视检查板材是否有裂纹或缺陷。Riemer说：“我们没有使用材料算法，而是使用ML算法来分析测量结果。这种预测比传统的载荷测试更可靠，更复杂。” 如果在夏季，交付的线圈已在波动的温度下长时间存放或在没有空调的大厅中存放，则该测试也可能有用。这种情况可能导致某些材料(例如某些铝合金)显示出老化迹象。
马蒂亚斯·里默(Matthias Riemer)认为，在第一步加工之前进行材料测试尤为重要：“一些制造商放弃了初始测试，并完全依赖与供应商达成的规格。这可能是一项冒险的业务。”
可以在仓库中将物料测试仪设置为初始测试站的独立解决方案，也可以在生产线开始时将其设置为在线解决方案。该系统与现有的测试机兼容。无需购买新的测试设施。
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